一、上海交通大学海洋工程国家重点实验室（论文文献综述）
谷家扬[1]（2013）在《张力腿平台复杂动力响应及涡激特性研究》文中研究表明随着陆上油气资源的日益枯竭，世界上发达国家都将目光投向了海洋，海洋蕴藏着丰富的石油、天然气和矿产资源，海上油气资源开发不断从浅水、深水向超深水迈进。我国在深水及超深水领域海洋平台的研究与世界先进国家存在着巨大差距，我国政府意识到了深海油气开发的重要性和紧迫性，随着“海洋石油981”在中国南海的开钻成功，国内也掀起了深海海洋技术研究的高潮，这对于我国打破国外海工深水技术垄断，促进我国海洋科技的进步具有重要的战略意义。随着科技的不断进步，人类在开发深海油气资源中提出了各种新型海洋平台，例如，浮式生产储油系统、浮式生产钻井储油装置、张力腿平台、半潜式平台以及立柱式平台。而张力腿平台经过半个多世纪的发展，在经典张力腿平台的基础上目前已经形成三大系列，即SeaStars系列、MOSES系列和ETLP系列。张力腿平台作为一种半刚性半顺应式平台，自身结构特点决定了其运动性能，张力腿平台巨大预张力使平台平面外的运动（横摇、纵摇和垂荡）较小，相当于刚性；另一方面，波浪力作用于平台直立浮箱形主体结构，其水平方向分力要大于垂直方向分力，平面内为柔性运动。深海石油平台在复杂海洋环境中的动力响应及系泊系统的动力特性一直是海洋工程界关注的热点和难点，涡激运动作为海洋工程界的前沿课题，国内相关研究刚刚展开，主要关注对象是大直径的Spar平台，而张力腿平台作为多立柱海洋平台，其复杂动力响应及涡激运动特性对于平台自身的安全性以及张力腿、立管系统的疲劳强度都有着重要影响。本论文通过理论研究、数值模拟以及试验验证三者相结合的手段，逐步揭示外部海洋环境、平台运动响应、系泊系统动力特性、平台自身特性对涡激运动的内在影响关系，旨在探索张力腿平台复杂动力响应及涡激运动的形成、发展、演变、稳定的规律。论文从张力腿平台受力平衡原理出发，推导了张力腿平台的刚度矩阵、质量矩阵以及阻尼矩阵，刚度矩阵中计及张力腿和立管的影响，运用坐标系之间的转换求得水质点速度以及加速度在波浪坐标系的表达式，采用微元法对立柱和浮箱进行离散，利用修正的莫尼森公式计算作用在平台上的波浪力，最终得到固定坐标系中波浪荷载的表达式，在上述矩阵的基础上组成张力腿平台六自由度非线性动力学响应的微分方程。为了在时域内得到张力腿平台的动力响应及系泊特性，自编程序求解耦合方程，对规则波中张力腿平台的动力特性进行了研究。比较分析了四种工况下张力腿平台的耦合动力响应、张力腿及立管张力变化，揭示了波浪周期、波高、浪向角、预张力、工作水深等诸多因素对张力腿平台运动特性影响。鉴于海洋环境的随机性和复杂性，规则波中张力腿平台的动力响应和系泊特性带有很大的简化，只是对相关程序的验证和研究的初步开始。在规则波的研究基础上将外部海洋环境拓展到随机波、风浪流联合作用以及畸形波中。采用Jonswap谱结合叠加法生成随机波，研究不同波高、谱峰周期、浪向角下的动力响应，同时在上海交通大学海洋工程国家重点实验室中通过缩尺比为1：40的模型进行了试验验证，对比了数值模拟和模型试验的平均值、幅值及标准差等相关统计值，并对甲板中心处以及边缘处的加速度进行了预报。采用NPD风谱和阶梯流模型，研究了只考虑浪、考虑浪和流、同时考虑风浪流联合作用三种情况下，不同海况及浪（流）向平台的动力特性以及系泊系统张力的统计值和能量谱。最后对强非线性波浪—畸形波中张力腿平台的运动响应及系泊特性进行了研究，并与随机波的计算结果进行了对比。涡激运动是当前海洋工程界研究的热点和难点，也是大尺度深海结构物亟待解决的重要流体力学问题，其背后涉及复杂的流固耦合问题，因此开展大尺度低质量比多柱体的涡激运动预报对于研究张力腿平台在一定来流速度下涡的泄放模式、受力情况等重要涡激特性有着十分重要的意义。论文采用计算流体力学方法对无限长方柱和圆柱截面在限制流向和不限制流向下的涡激运动进行了数值模拟并将计算结果与经典实验结果进行了对比，研究重点放在两种典型立柱截面的涡激运动幅值随无因次速度的变化规律、立柱流向平衡位置走势、涡激运动中频率锁定现象以及尾涡泄放模式等。研究了无限长多方柱的绕流特性，得到相关水动力系数、涡强分布以及尾涡泄放结构。对低质量比多方柱在0°、22.5°、45°流向及不同流速下的涡激运动进行了模拟，采用最大值统计法及标称统计法对涡激运动振幅幅值进行统计，探讨了影响涡激运动的相关参数在对无限长单立柱及多方柱的绕流特性及涡激运动研究的基础上，考虑浮箱和立柱之间的耦合效应建立了三维计算网格，对张力腿平台的三维绕流特性和涡激运动开展了研究。首先对无限长单根方形立柱的绕流进行了验证，与二维方柱的平均阻力系数以及斯特哈尔数等参数进行了对比，然后考虑不同来流方向下，上、下游立柱之间的相关干扰，计算并分析了上、下流立柱的升力系数、拖曳力系数、涡量场分布以及尾涡结构。根据在上海交通大学海洋工程国家重点实验室中的实验结果，得到平台运动的固有周期以及无因次阻尼系数，用于求解运动微分方程的UDF程序中，对张力腿平台的涡激运动进行了深入分析和探讨。细长立管的涡激振动研究对于张力腿的涡激振动有着一定借鉴和指导作用，但张力腿与立管在截面尺度、预张力大小以及边界条件存在巨大差距。考虑平台运动对张力腿上端边界条件的影响，采用可移动支座的边界条件结合经典非线性动力学理论自编程序对张力腿的涡激振动进行了研究。研究中采用振型叠加法求得张力腿各阶振动的固有频率，同时计及不同外部荷载的影响，研究了均匀流、阶梯流以及波流联合作用下张力腿各阶模态下的权重时历曲线、动剪力和动弯矩在张力腿长度方向的变化规律，分析了模态跳转现象。采用二维切片理论结合CFD数值模拟方法，将张力腿涡激振动的三维问题简化成二维，将编制的求解涡激振动的UDF程序嵌入Fluent软件中，采用动网格技术进行流场的更新和计算，运用DNV商业软件计算了不同流速和波高下张力腿张力的时历曲线，研究了定常张力和时变张力下张力腿的涡激振动，并将经典理论和切片法计算结果进行了对比，对影响涡激振动的相关问题进行了讨论和分析。综上所述，论文研究从浪向、波高、谱峰周期、水深、预张力等影响张力腿平台动力响应的不同因素着手，外部荷载从规则波、随机波、风浪流联合作用最后到畸形波，逐步深入，层层递进，汇集了理论推导、数值模拟以及实验研究等三种研究方法，对张力腿平台水动力性能及系泊系统的张力特性进行了研究。在张力腿平台涡激运动研究中，从涡激运动的发生机理出发，从单个立柱的涡激运动着手，逐步拓展到无限长多柱体，最后结合相关实验数据，在国内首次开展张力腿平台的绕流特性和涡激运动研究，充分考虑流速、流向、限制及不限制流向等因素的影响，深入研究了水动力系数、频率锁定以及尾涡泄放模式等涡激特性。在平台动力响应及涡激运动的基础上，采用非线性动力学方法结合切片理论，自编程序对时变张力影响下张力腿的涡激特性开展了研究，荷载综合考虑到均匀流、阶梯流以及波流的联合作用。总之，论文在国家自然科学基金的支持下，在国内首次全面开展张力腿平台的复杂动力响应及涡激特性研究，得到了一系列具有创新性意义的结论，为我国系统掌握张力腿平台的运动特性等关键技术并在南海油气开发中设计、建造张力腿平台提供了理论依据和技术支持。
孟龙,何炎平,赵永生,彭涛,寇雨丰[2]（2017）在《海上风力机模型试验平台与技术研究及实践》文中指出海上风能资源储量丰富,促进了海上风力机的发展.随着风力机功率的增大,适用于浅海海域的固定式基础已经不再满足设计要求,适用于深海海域的浮式基础得到了快速发展.本文介绍了浮式风力机的发展过程、类型以及特殊性,指出了水池模型试验在浮式风力机的发展过程中起着不可或缺的作用.本文首先总结了缩尺模型试验的关键技术,然后以上海交通大学提出的6 MW单柱式风力机为研究对象,总结了缩尺模型的制作过程,最后介绍了上海交通大学海洋工程深水试验池的建设情况,并展示了在该试验池中进行的新型多立柱张力腿式风力机模型试验的结果.其试验结果与软件计算结果吻合较好,表明该试验池可以很好地开展浮式风力机的模型试验.本文对于后续的6 MW单柱式风力机模型试验及众多的风力机模型试验具有一定的指导作用,为我国浮式风力机的发展提供了理论依据.
徐胜文[3]（2016）在《动力定位能力分析方法与控制算法研究》文中提出随着海上石油钻探和开采逐渐走向深海,动力定位系统（Dynamic Positioning System）在海洋工程领域发挥着越来越重要的作用。动力定位系统具有不受海底地形,水深的限制,能够快速实现定位和转移等特点,其机动性和灵活性的优势非常明显。由于动力定位系统的复杂性,对于新设计的动力定位系统在使用前通常要进行性能的验证。随着动力定位技术逐渐发展成熟,对于这些验证手段的效率和精度提出了更高的要求。本文以此为背景,从静态的动力定位能力分析（DPCap）、动态的时域模拟与模型试验验证和动态的定位能力分析（DynCap）等方面对动力定位系统的性能进行了研究。同时,为设计和提高动力定位系统的性能进行了一些新的尝试,包括跨越禁止角的推力分配策略和减小横摇纵摇的五自由度控制方法等。本文开发了进行动力定位能力分析的程序,为动力定位系统的初步性能的验证提供了研究工具。尤其在静态推力分配方面,基于二次规划方法,建立了可对装有槽道推力器,全回转推力器,主推与舵的组合推力器的各种推力系统进行准确快速推力分配的方法。通过对一艘三用工作船的推力器失效模式下的动力定位能力分析,证明了该计算程序的性能和效率。当在推力分配中考虑全回转推力器的禁止角时,会出现非凸推力域,采用组合法对此问题进行求解时,会造成求解效率下降的问题。本文提出了使用二分法搜索最大环境力的方法,使用该方法可以有效减小所需进行推力分配的步数,从而保证了动力定位能力分析的高效性。在进行动力定位能力分析时,有时需要比较船舶在不同推力器配置下的动力定位能力。为了量化船舶的动力定位能力,本文提出了动力定位能力的综合判断指标,该指标由船舶的整体平均动力定位能力和各艏向下定位能力的稳定性共同决定。针对特定工作海域下海洋结构物的工作情况,还可以定制相对应的判断方案,以期综合比较不同工况下定位能力的优劣。基于该动力定位能力综合判断指标,提出了进行推力敏感性分析的方法。通过敏感性分析可以得到推力敏感性最高的推力器,当需要提高船舶的综合定位能力时,最有效的方法是提高该推力器的最大可提供推力,因此推力敏感性分析可以给推力系统设计者提供有效的参考。在此基础上,本文还提出了推力器配置的局部优化方法,该优化方法是推力器设计的一个补充优化步骤,目的是基于推力器位置的约束,提高船舶的综合定位能力。动力定位的时域模拟是检验新设计的动力定位船舶性能的相对方便和可靠的手段。本文独立开发了动力定位时域模拟的程序。为了验证该时域模拟程序的有效性,对一艘半潜平台进行了模型试验对比验证。结果表明,动力定位时域模拟程序既可以用于检验动力定位系统的整体性能,又可以作为动力定位系统的研究工具并对系统中各个模块进行单独分析优化,进一步提高动力定位系统的性能。基于动力定位时域模拟程序,进一步建立了动态动力定位能力分析方法。由于时域模拟方法从本质上考虑了海洋结构物的运动特性,推力系统的动态特性,控制方法的动态特性等,其分析结果与静态动力定位能力结果相比更加接近海洋结构物的真实定位能力。然而,使用时域模拟方法较静态计算更加耗时,本文提出使用二分法搜索最大环境力,并对该方法的效果进行了探索。另外,由于进行时域模拟的环境力是在不断变化的,建立了一个增益库的方法自动为控制器分配参数,通过计算实例证明了二分法和增益库法的可行性。基于动力定位时域模拟程序,提出了跨越动态禁止角的推力分配策略,可以使螺旋桨跨越禁止角,并且保证跨越后其推力分配的效果较跨越前好。通过对一艘装有六个全回转螺旋桨的驳船进行时域模拟,验证了该方法的可行性。结果表明,采用跨越动态禁止角的推力分配策略,全回转推力器将具有更大的可行域并且推力分配的结果更趋合理,而且这个策略还能帮助动力定位系统节省燃料和提高安全性。基于动力定位时域模拟程序,提出了一个减小横摇纵摇的五自由度控制方法,并将横摇、纵摇的角度比例反馈控制应用在动力定位系统的控制系统中。通过对一艘半潜平台的时域模拟,对新提出的控制方法的性能进行了验证。结果证明,该控制方法可以减小平台的横摇、纵摇角度。然而,该控制方法所消耗的功率与水平面三自由度控制相比较高,而且该控制方法还会减小平台在水平面运动的定位精度。因此,加入横摇、纵摇角度比例反馈的控制器的使用,是一个需要在实际工程应用中需要权衡的问题。总之,本文围绕动力定位系统性能的验证和设计优化,对动力定位能力分析,时域模拟,动态定位能力分析,推力分配方法和控制方法等进行了较为深入的研究,为动力定位船舶的安全验证和系统性能的改善提供有益的参考。
李晓冬[4]（2019）在《LNG船事故状态结构综合安全评估方法研究》文中认为国际海事组织（International Marine Organization,IMO）为了提高海上航运的安全水平,从2002年开始推动基于目标的规范体系（Goal Based Standard,GBS）,并提出用安全水平法（Safety Level Approach,SLA）逐步取代基于经验的规定性标准。在安全水平法的推动下,面向单船的风险设计方法在新船设计建造中将发挥更大的作用。综合安全评估（Formal Safety Assessment,FSA）是实现安全水平法的通用工具,但FSA方法体系在船舶风险设计中应用时仍然存在很多问题,例如缺乏针对船体结构系统的风险分析模型,没有针对结构风险的评价衡准,缺乏有效的决策工具为风险控制方案选择提供支持,等等。这些问题已经成为限制SLA法推广的关键因素。在此背景下,上海交通大学海洋工程国家重点实验室与中国船级社、大连海事大学等单位共同承担了工业与信息化部高科技船舶科研项目“FSA/SLA方法研究”和“FSA/SLA应用研究”等课题的研究;作为上述课题的重要组成部分,文本旨在研究如何改进目前的FSA方法体系,使之更加符合船舶风险设计对结构安全评估的需要,为在船舶设计过程推广SLA探索切实可行的途径。液化天然气船（Liquefied Natural Gas,LNG）船是保证我国能源战略安全的核心装备,该船型设计建造过程技术密度高、难度大,设计方案创新改造的空间广;而且,该船型具有危险的超低温液货和复杂的围护系统,导致安全评估中非传统影响因素多,不确定大。因此,本文选择LNG船作为研究目标,针对船体结构建立事故后风险分析模型,以及相应的风险评价衡准;探索改进FSA成本-效益指标和风险决策方法的途径,取得了积极的成果。论文主要研究工作如下:（1）用可达矩阵为IMO海事安全委员会（MSC）提出的15类船舶结构安全要素建立递阶结构模型,系统分析各类要素在安全系统中的作用以及逻辑关系;同时对比研究海洋工程结构风险设计的经验,分析船体结构事故状态安全评估的必要性、主要任务和技术路线;在此基础上提出船舶结构风险设计的流程,并分析该流程对FSA方法体系的具体要求。（2）研究利用有限元分析软件模拟事故状态LNG船体温度场分布的方法,以及基于ABAQUS非线性有限元工具模拟受损船体剩余极限强度的方法;探索模拟事故状态LNG泄漏导致的船体结构温度应力和低温冷脆破坏等超低温效应的方法。（3）为了分析事故后受损船体结构失效风险,建立了BBN-SRA模型,利用该模型分别对No.96薄膜型LNG船和SPB型LNG船搁浅事故后船体崩溃风险进行了定量分析。（4）提出面向船体结构事故后失效风险的衡准指标:PSF值和F-S曲线;研究利用ALARP原则确定可容忍风险界限的方法与步骤;分析新型船舶在全生命周期内风险评价衡准的动态修订过程。为SPB型LNG船搁浅事故后船体崩溃风险制定评价衡准,并对该船型进行了结构风险评价。（5）使用风险效用理论改进FSA中经典的成本-效益分析（Cost Effectiveness Analysis,CEA）模型,使其可以考虑决策者风险态度的变化。使用改进后的方法对LNG船的风险控制措施进行了CEA分析,验证了基于风险效用CEA模型的有效性。（6）提出基于风险评价结果动态选择多指标体系、对风险控制措施进行优化选择的思路;对比研究“效用函数综合评价”和“模糊综合评价”两种经典方法,选择前者作为多指标综合评价的理论基础,并使用灰色关联分析模型对该综合评价方法进行改进;研究了使用综合权重法对多指标体系进行赋权的问题。使用上述方法体系分别对LNG船和油船的风险控制方案进行了优化排序分析,验证了该方法的有效性。本文开展的一系列创新性研究,改进了传统的FSA方法体系,使其更适合在船舶结构风险设计中使用。具体来说,为了使FSA能够用来评估船体结构事故状态失效风险,主要的创新研究包括:（1）建立了BBN-SRA模型分析事故后船体结构失效风险。新模型中,结构可靠度分析（Structural Reliability Analysis,SRA）模块考虑随机海浪、结构抗力等常规随机变量对结构失效的影响,贝叶斯网络（Bayesian Belief Networks,BBN）则可以模拟船底损伤状况、海水涌入、LNG泄漏等事故随机变量对结构失效的影响。（2）利用BBN逆向推理算法开发了BBN-SRA模型的另外两类功能:主要风险因素诊断和利用新证据快速估计事故后果。（3）在计算受损船体剩余极限强度时,研究了模拟事故状态下LNG泄漏导致的超低温效应的方法。（4）提出了事故后船体结构失效风险的衡量指标PSF值和F-S曲线,并研究了确定结构风险衡准的方法。为了使FSA能为风险设计过程提供更科学系统的决策支持,主要的创新研究还包括:（5）提出了利用船舶事故风险的效用化与反效用化过程确定等效事故损失的算法,为在设计方案的CEA分析中考虑决策者风险态度提供了解决方案。（6）为了对风险控制措施进行优化决策,提出动态的多指标评价体系,以及基于灰色关联理论的综合评价模型;在对多指标体系赋权时,研究了基于“层次分析-博弈论”模型的综合赋权方法。
叶彩凤[5]（2007）在《综合型基础研究基地管理体制与运行机制构建 ——美、德、日案例研究与应用》文中指出综合型基础研究基地是国家基础研究基地体系中规模大、学科交叉集成度高、致力于国家目标和科学发展前沿的一类研究实体,也是科学技术创新中精锐的力量。深入研究综合型基础研究基地的管理体制和运行机制,有助于吸取国外先进管理经验,探索适合我国国情的管理体制和运行机制,进一步推动我国综合型基础研究基地的建设和有效运行。本文在深入研究三个国外综合型基础研究基地的管理模式和运行机制的基础上,提出了我国综合型基础研究基地——国家实验室的管理体制与运行机制的框架,并结合船舶与海洋工程国家实验室（筹）的建设实践进行应用分析。美国布鲁克海文国家实验室、德国亥姆霍兹研究中心、日本理化研究所是三个具有代表性的综合型基础研究基地。本文对它们所处的国家科技环境、管理体制和运行机制的各个方面进行详细的分析和总结。对比三个案例在外部管理体制、内部管理体制以及内外部运行机制方面的差异及共同点,总结经验,提出对我国建设综合型基础研究基地的启示。
高宁波[6]（2016）在《畸形波作用下柱状结构物的波浪载荷及爬升问题研究》文中进行了进一步梳理畸形波是一种海上极端波浪,近年来日渐引起人们的关注。畸形波往往具有突出的波峰、波峰波谷非对称性以及发生的突然性等特征,能够给船舶与海洋结构物带来巨大的危害。畸形波发生的概率比较低,海上实测资料比较少,对于其研究工作并不深入。目前针对畸形波的研究主要集中在揭示其内在生成机理、发生概率预报等方面。考虑到畸形波的危害性,有必要针对畸形波与结构物相互作用展开研究。本论文将主要采用理论分析、数值模拟和物理水槽模型试验相结合的方法,针对畸形波与简单柱状结构物相互作用展开研究。首先基于计算流体力学理论基础,建立了数值波浪水池,分别采用了两种造波方法:仿物理摇板造波和速度入口边界造波,比较了两种造波方法的优缺点。为了减小波浪反射的影响,在动量方程中添加动量源项用来消波。介绍了网格尺度敏感性分析的方法以保证数值模拟的稳定性。在随机波浪理论背景前提下,详细介绍了畸形波的数学理论模型,包括线性聚焦波理论模型和非线性波浪理论模型。其中针对线性聚焦波理论模型,研究了不同波浪谱能量分配对波浪统计特征的影响。对于非线性波浪理论模型,详细阐述了三阶薛定谔方程及其呼吸子解。采用速度入口建立了二维数值波浪水池,模拟了规则波对水平圆柱垂向力问题,将该模型数值结果与已有的实验和数值结果进行对比分析,证明了该数值模型的有效性。模拟聚焦波并详细分析了聚焦波的水动力学特征,将其水质点水平速度与同等波幅高度、波浪周期的规则波畸形波对比,证明了同等波峰高度和谷谷周期的聚焦波的水质点水平速度明显大于规则波。对比分析了规则波与同等波幅值和谷谷周期聚焦波对水平固定圆柱的垂向波浪力,发现聚焦波作用下的波浪力出现了明显的“二次峰值”现象。建立了二维仿物理摇板造波数值波浪水池,提出了相位优化方法,实现了海上实测“新年波”数值复演,研究了不同浸没深度圆柱在“新年波”作用下的垂向力和水平力及流场特征。为了研究底部固定的垂直圆柱在畸形波作用下的波浪爬升和波浪力问题,建立了三维数值波浪水池,分别进行了网格和时间步长敏感性分析。将畸形波作用下的波浪力与Morison公式经验结果进行对比分析,发现Morison经验公式低估了波浪力的最大值。沿圆柱周围布置浪高仪,测量不同方向处的波浪爬升,针对不同方向上波浪爬升时历,进行傅里叶分析,发现靠近圆柱表面处波浪爬升时历中高频成分突出。圆柱周围波浪爬升的最小值出现在圆柱后半部分与波浪传播方向呈45°夹角方向上。依托物理水槽,采用仿物理摇板造波模拟畸形波,并将实验结果与数值模拟结果进行对比,利用粒子成像技术测量畸形波发生时的速度矢量图,以进一步揭示畸形波流场特征。总之,本文主要采用计算流体力学方法,建立数值波浪水池,实现了实测“新年波”和自定义畸形波时历的模拟。针对畸形波与简单圆柱结构物作用方面展开了一系列研究,取得了一些成果,填补了海洋工程结构物在畸形波作用下载荷等相关领域的空白。
万德成,程萍,黄扬,艾勇[7]（2017）在《海上浮式风机气动力-水动力耦合分析研究进展》文中研究说明近年来,海上浮式风机受到了越来越多的关注.相比陆上风机,海上浮式风机承载着更加复杂的环境载荷.本文针对海上浮式风机气动力-水动力耦合分析问题,对风机的气动力载荷计算、浮式基础的水动力载荷计算,以及浮式风机系统在风浪流联合作用下的气动力-水动力耦合分析等方面,分别进行了研究方法及研究现状的介绍,同时简要分析了海上浮式风机的发展趋势及面临的问题和挑战.
李俊[8]（2016）在《海洋深水池波浪模拟性能研究》文中提出海洋深水试验池是进行海洋深水结构物试验研究不可或缺的基础研究设施,同时它也是发展海洋高新技术重要的技术支撑平台。在海洋深水试验池实现对风、浪、流良好的物理模拟是研究各类海洋结构物在其作用下水动力性能的基本要求和必要手段。其中,波浪是影响海洋工程最重要的环境因素,因此对波浪的模拟是进行海洋工程结构物模型试验的首要条件,波浪模拟的准确与否将直接影响试验结果的正确性和可靠性。目前,由若干独立摇板组成的多单元造波机成为海洋工程水池对波浪进行模拟的重要设备,可在水池对斜向长峰波浪和更加真实反映实际海浪的三维短峰波进行物理模拟,为开展各类深水海洋结构物模型试验、水动力研究以及波浪理论研究等提供了便利的条件。海洋深水池是进行海洋工程模型试验的基础设施,全面掌握、了解深水池的波浪模拟性能是重要的、基本的课题。本文以上海交通大学海洋深水池及其所配备的双边多单元造波机为基础,对方形海洋深水池波浪模拟性能进行了系统地分析与研究。主要工作内容包括:1)海洋深水池及双边多单元造波机波浪模拟性能分析通过不规则波浪周期与波高联合分布函数,利用无因次条件波高周期概率密度函数,研究了决定造波机对不规则波浪模拟能力的特征波高及其周期的选择方法,确定了造波机对不规则波浪进行模拟时的最大造波能力;针对配备有双边多单元造波机及组合式弧形消波滩的海洋深水池硬件特性,对影响方形水池波浪模拟质量的共性问题进行了分析。明确了海洋深水池波浪模拟的误差源。误差源主要包括:绕射、折射、反射、局部扰动和控制系统误差等;对由波浪模拟方法产生的影响双边多单元造波机波浪模拟质量的关键问题进行了研究,获得了各传播方向角度所能模拟的理想规则波浪的最小周期和避免杂波产生的规则波浪频率与波向角范围等;2)海洋深水池波浪模拟性能试验研究利用浪高仪阵列对在海洋深水池内,由双边多单元造波机所生成的长峰波浪模拟性能,包括规则波浪传播方向精度、波高及周期空间分布均匀性、不规则波浪重复性、平稳性等进行了全面的试验研究与分析。试验结果显示,由双边多单元造波机在深水池内所模拟的长峰波浪能够在较大区域内为海洋工程模型试验提供良好的波浪环境条件;确定了方形水池内,由双边多单元造波机所模拟的三维短峰波浪有效实验区范围并通过试验进行了验证。利用浪高仪阵列对所生成的三维短峰波浪波场分布状况进行了测量与分析,结果表明,当主波向与造波面呈一定夹角时,在方形海洋深水池,利用双边多单元造波机能够对三维短峰波浪进行良好的物理模拟,同时在水池中较大区域内,所生成波浪波场分布具有良好的空间均匀性。在短峰波浪模拟方面,双边多单元造波机较单边造波机具有明显优势;3)验证组合式弧形消波滩消除反射波能力利用FLUENT软件开发了包括弧形组合式消波滩在内的二维数值波浪水池,实现了规则波浪的数值模拟。采用两点法对模拟的不同周期、波高的规则波浪进行时域分离并求取反射系数,并与相应的模型试验进行了对比,对海洋深水池消波设施消除反射波的能力进行了验证。结果显示,在海洋工程模型试验常用周期和波高范围内,海洋深水池组合式弧形消波滩具有优良的反射波消除能力。论文研究成果对于海洋深水池高质量地模拟波浪,并为海洋工程结构物模型试验提供良好的波浪环境条件具有重要的工程实际意义;为探索提高方形水池内波浪模拟质量的方法奠定了基础;对深水池实现复杂波浪物理模拟也具有重要的参考价值。
金克帆,王鸿东,易宏,刘旌扬,王健[9]（2018）在《海上无人装备关键技术与智能演进展望》文中研究说明近年来,海上无人装备技术发展迅速,尤其是人工智能技术的发展,使海上无人装备的功能以及性能有了极大的突破。为了明确人工智能技术在海上无人装备应用的研究方向以及演进路线,首先,对国内外海上无人装备技术的发展现状进行综述,随后,分析实现海上无人装备的关键技术。在此基础上对海上无人装备的智能化水平提出一套等级划分标准,并详细定义不同智能等级装备的作业能力以及特点。通过分析,明确了各级之间演进的关键技术。可为海上无人装备的发展路线提供理论基础。
赵永生[10]（2018）在《新型多立柱张力腿型浮式风力机概念设计与耦合动力特性研究》文中认为风能是一种清洁的可再生能源,人类开发利用风能已有数千年的历史。随着现代风力发电技术的不断发展,风能已经成为世界上增长最迅速、最具大规模开发潜力和商业化前景的可再生能源。目前,风电开发已从陆上发展到海上,正致力于向远海深水区域发展。远海浮式风力机（Floating Offshore Wind Turbine）是目前开发远海深水风能最具潜力的新装备,已成为国内外海上风电研究的热点领域。远海浮式风力机按其获得静态稳性的方式进行划分,可分为三种主要类型:立柱型（Spar-type）、半潜型（Semi-submiserable-type）和张力腿型（TLP-type）。其中,张力腿型浮式风力机具有优良的综合性能,对风力机组性能影响较小,具有较大的开发潜力和广阔的规模化开发利用前景。然而,与传统安装在陆上和海上浅水区域的固定式风力机相比,远海浮式风力机除了具有非定常空气动力学和气动弹性等问题外,还具有非线性水动力学和大幅运动等问题,是一个十分复杂的空气动力-水动力-控制-结构弹性与系泊系统相耦合的多体系统。近年来,国外研究机构对此进行了广泛且深入的研究,并提出了多种不同型式的张力腿型浮式风力机概念。国内目前对于张力腿型浮式风力机的研究尚处在前期阶段,研究内容多集中于国外已有概念及其动力特性上。从尽快掌握远海浮式风电开发关键技术角度讲,急需开展新型张力腿型浮式风力机概念设计及其耦合动力性能等方面的理论计算与水池模型试验研究,从而为将来实际应用这一新型装备提供丰富的技术储备。基于此,论文采用了理论分析、数值模拟和模型试验相结合的方法,主要围绕四个问题进行展开:一是新型多立柱张力腿型浮式风力机概念设计研究,二是张力腿型浮式风力机耦合动力性能水池模型试验方法研究,三是张力腿型浮式风力机全耦合模型建立与耦合动力响应研究,四是浮式风力机关键部件的极限载荷和疲劳载荷计算方法研究。主要的研究工作与结论如下:提出了一种新型的多立柱张力腿型浮式风力机概念-SAFOWind,为开发远海深水风能提供了一种新装备。SAFOWind概念在设计中充分吸收了第二代张力腿平台的诸多优点,具有小水线面、深吃水、多立柱以及外延式系泊等特点。根据设计基本依据开展了概念设计研究,提炼了概念设计流程,推导了张力腿式系泊系统刚度矩阵,得到了相关设计参数对拟静力性能与固有频率的影响规律。优化选取了预张力系数,确定了总体方案、主要尺度以及最佳的浮体排水量,掌握了张力腿型浮式风力机的概念设计方法。模型试验结果表明:SAFOWind概念在波浪中具有优良的运动性能,满足了设计要求。采用了新型的拖航稳性模块,使其可以在船坞内整体组装,以湿拖方式整体运输至工作地点进行安装和辅助定位,从而能够大幅节省海上作业时间,降低运输与安装成本。此外,对基于5MW-SAFOWind方案建设远海浮式风电场的进行了初步的造价分析,测算了每千瓦容量投资成本和每千瓦时电量投资成本等主要经济性指标。开展了完整的张力腿型浮式风力机耦合动力性能水池模型试验研究。试验中确立了需要满足的相似准则,深入分析了雷诺数效应对模型叶片空气动力性能的影响。通过优化设计满足推力系数相似的模型叶片,有效地解决了浮式风力机水池模型试验中空气动力载荷的尺度效应问题。设计了满足刚度相似的塔筒模型,准确模拟了塔筒结构的柔性,提高了试验精度。通过将叶片三维翼型气动力系数与BEM理论相结合构造了BEM-3D方法,模型试验结果表明:该方法相对传统BEM-2D方法大幅提高了计算精度。在风浪流水池中开展了完整的模型试验研究（包括静水衰减试验、白噪声试验、风载荷单独作用试验、不规则波单独作用试验、流载荷单独试验以及风、浪、流联合作用试验等）,测定了SAFOWind概念的运动固有周期、阻尼以及运动RAO等,得到了工作工况和极限工况下的运动响应、机舱加速度以及张力腿张力等关键性能参数,验证了SAFOWind概念的技术可行性。基于理论分析建立了一个包含风轮、控制系统、塔筒、支撑平台和张力腿式系泊系统的全耦合动力学模型。通过将水池模型试验结果和数值计算结果相比较,验证并完善了数值计算模型。利用数值分析与水池模型试验相结合的方法,研究了SAFOWind概念的耦合动力性能,并开展了耦合动力响应参数影响分析,揭示了塔筒柔性、二阶波浪载荷、浪向角度以及风浪载荷对耦合动力响应的影响规律。研究结果表明:（1）塔筒柔性对于张力腿型浮式风力机的纵摇运动响应具有较大的影响,能够显着地改变其纵摇运动固有频率;（2）二阶和频波浪载荷对SAFOWind概念的纵摇运动高频响应影响十分显着,从而对机舱纵荡方向加速度、塔筒载荷和张力腿载荷的波动具有比较重要的影响;（3）考虑一阶和二阶波浪载荷后的张力腿张力的数值计算结果与试验结果吻合较好,能够有效地模拟张力腿张力的高频弹振响应;（4）在风、浪、流载荷联合作用工况下,纵荡和纵摇运动的波动小于波浪载荷单独作用工况,即风载荷和流载荷的存在对运动起到了一定程度的稳定作用,增加了纵荡和纵摇运动的阻尼;（5）SAFOWind概念的平均输出功率特性与固定式风力机相近,在环境载荷与工作载荷作用下具有较小的运动响应,显示了良好的运动性能。研究了浮式风力机极限载荷统计外推方法与时域疲劳载荷计算方法,改进了局部最大载荷的提取方法。梳理了极限载荷和疲劳载荷时域计算流程,预报了多工况下关键部件的极限载荷和疲劳载荷。通过将分块最大值法和过阈最大值法相结合,构造了一种新的局部最大载荷提取方法,该方法可以在提取出足够多数量的局部最大载荷的同时又能保证其相互独立,提高了极限载荷统计外推法的计算效率。进一步开展了疲劳载荷计算参数影响分析,揭示了仿真时间长度、风湍流强度、二阶波浪载荷以及风浪载荷对结构疲劳损伤的影响规律。研究结果表明:（1）风湍流强度每增加一个等级,相应的塔筒根部俯仰力矩等效疲劳载荷会增大10%左右;（2）二阶波浪载荷对于SAFOWind概念结构疲劳损伤影响十分显着,考虑二阶波浪载荷后,波浪载荷单独作用和风浪载荷联合作用工况相对于只考虑一阶波浪载荷作用的工况其结构疲劳损伤值分别增加了85%和25%;（3）风浪载荷联合作用所造成的结构疲劳损伤值要远大于风载荷与波浪载荷单独作用以及二者叠加后的结果。最后与NREL-5MW固定式风力机进行了载荷计算比较分析,研究了SAFOWind概念浮动特性对关键部件极限载荷和疲劳载荷的影响。综上所述,在国家重点基础研究发展计划（973计划）的支持下,提出了具有自主知识产权的新型多立柱张力腿型浮式风力机概念,掌握了相关的耦合动力性能预报技术和水池试验方法以及关键部件的极限载荷和疲劳载荷计算方法,得到了一些具有理论意义和实用价值的结论,为我国系统掌握张力腿型浮式风力机设计关键技术提供了理论依据和技术支持。
二、上海交通大学海洋工程国家重点实验室（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、上海交通大学海洋工程国家重点实验室（论文提纲范文）
（1）张力腿平台复杂动力响应及涡激特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 世界海洋油气资源开采现状及趋势 |
| 1.1.2 典型海洋结构物形式及比较 |
| 1.2 张力腿平台的结构特点及水动力性能 |
| 1.2.1 TLP 平台的发展及应用 |
| 1.2.2 TLP 平台总体结构 |
| 1.2.3 张力腿平台水动力特征 |
| 1.3 张力腿平台的动力响应及涡激运动研究进展 |
| 1.4 本文的主要工作和创新点 |
| 1.4.1 本文研究意义及项目背景 |
| 1.4.2 研究目标 |
| 1.4.3 主要研究内容及方法 |
| 1.4.4 论文的创新性 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基本理论及数值方法概述 |
| 2.1 基本参数 |
| 2.1.1 流体相关参数 |
| 2.1.2 结构物相关参数 |
| 2.1.3 耦合运动相关参数 |
| 2.2 边界层理论 |
| 2.2.1 边界层的特征 |
| 2.2.2 边界层的转捩 |
| 2.2.3 边界层分离 |
| 2.3 计算流体动力学原理 |
| 2.3.1 流体力学基本方程 |
| 2.3.2 湍流数值计算方法 |
| 2.3.3 数值算法 |
| 2.4 动网格技术 |
| 2.4.1 动网格计算方程 |
| 2.4.2 基于弹性变形的网格调整 |
| 2.4.3 动态网格层变方法 |
| 2.4.4 局部网格重构方法 |
| 2.5 圆柱绕流及涡激振动基本理论 |
| 2.5.1 圆柱绕流基本理论 |
| 2.5.2 柱体涡激振动分析方法 |
| 2.5.3 自激振荡系统线性化运动方程 |
| 2.5.4 锁定及振荡柱体尾涡形式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 规则波下张力腿平台动力响应及系泊特性研究 |
| 3.1 微分方程中的质量矩阵、耦合刚度矩阵、阻尼矩阵、运动坐标系下张力腿平台波浪外载荷的推导 |
| 3.1.1 TLP 运动方程以及系数矩阵的确定 |
| 3.1.2 坐标系介绍和转换 |
| 3.1.3 微元法——立柱和浮箱的离散 |
| 3.1.4 在波浪坐标系中计算线性波浪力和线性波浪力矩 |
| 3.1.5 在静止坐标系O ' X 'Y ' Z '中计算线性波浪力和线性波浪力矩 |
| 3.2 时域数值计算方法 |
| 3.3 程序主体框架 |
| 3.4 研究对象 |
| 3.5 张力腿平台规则波下的动力响应预报 |
| 3.5.1 规则波工况 |
| 3.5.2 网格划分和计算精度 |
| 3.5.3 多因素下的运动响应比较 |
| 3.5.4 规则波下 TLP 张力腿张力和立管张力比较 |
| 3.5.5 不同预张力下运动响应比较 |
| 3.5.6 不同工作水深时运动响应比较 |
| 3.6 结论 |
| 第四章 随机波、风浪流联合作用及畸形波下张力腿平台动力响应及系泊特性研究 |
| 4.1 张力腿平台在随机波浪中的动力特性研究 |
| 4.1.1 模拟海况 |
| 4.1.2 随机波叠加法 |
| 4.1.3 不同海况下 TLP 响应比较研究（数值模拟） |
| 4.1.4 不同浪向角下 TLP 各个自由度的响应（数值模拟） |
| 4.1.5 相同特征波高，不同谱峰周期 TLP 响应比较研究（数值模拟） |
| 4.1.6 考虑耦合和不考虑耦合 TLP 响应比较研究（数值模拟） |
| 4.1.7 数值模拟结论 |
| 4.2 不同海况及浪向角下 TLP 动力响应的实验研究及数值模拟对比 |
| 4.2.1 数值模拟与实验结果响应谱比较 |
| 4.2.2 不同海况下平台运动响应统计值比较 |
| 4.2.3 不同浪向角下张力腿平台运动响应统计值比较 |
| 4.2.4 结论 |
| 4.3 张力腿张力响应规律分析 |
| 4.3.1 不同浪向角、不同海况张力腿能量谱比较 |
| 4.3.2 不同海况下各根张力腿统计值比较 |
| 4.3.3 不同浪向角下各根张力腿统计值比较 |
| 4.3.4 张力腿平台加速度实验与数值模拟结果比较 |
| 4.3.5 数值模拟与实验结果比较结论 |
| 4.4 风浪流联合作用下平台动力响应 |
| 4.4.1 考虑流作用的 TLP 波浪载荷计算 |
| 4.4.2 风载荷模拟 |
| 4.4.3 不同海况下风浪流联合作用对 TLP 运动影响 |
| 4.4.4 不同海况下风浪流联合作用对 Tendon 张力的影响 |
| 4.4.5 不同浪向角下 TLP 各自由度响应比较 |
| 4.4.6 风和流对张力腿张力的影响 |
| 4.4.7 不同浪向角下 TLP 张力腿张力比较 |
| 4.4.8 结论 |
| 4.5 畸形波下张力腿平台动力响应研究 |
| 4.5.1 畸形波模拟方法 |
| 4.5.2 畸形波模拟参数的选取 |
| 4.5.3 各种畸形波模拟方法的比较 |
| 4.5.4 改进随机波+瞬态波模型参数的选取 |
| 4.5.5 张力腿受畸形波运动响应计算结果及讨论 |
| 4.5.6 张力腿平台在畸形波作用下时域数值计算 |
| 4.5.7 结论 |
| 4.6 本章结论 |
| 第五章 无限长多方柱二维涡激运动研究 |
| 5.1 研究背景及国内相关研究进展 |
| 5.2 单柱绕流运动的数值模拟 |
| 5.2.1 单方柱绕流模型 |
| 5.2.2 单方柱绕流的水动力系数及斯特哈尔数 |
| 5.3 单立柱涡激运动的数值模拟 |
| 5.3.1 计算方法 |
| 5.3.2 振幅计算结果及走势分析 |
| 5.3.3 频率锁定现象 |
| 5.3.4 拖曳力及升力系数的时间历程曲线 |
| 5.3.5 涡激运动相图及尾涡结构形式 |
| 5.4 多方柱绕流特性研究 |
| 5.4.1 多立柱绕流特性概述 |
| 5.4.2 多立柱绕流计算模型与边界条件设置 |
| 5.4.3 计算结果与分析 |
| 5.5 多方柱二维涡激运动的数值模拟 |
| 5.5.1 多方柱二维涡激运动的计算网格 |
| 5.5.2 平台固有周期及无因次衰减系数的确定 |
| 5.5.3 计算结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 张力腿平台三维涡激运动特性研究 |
| 6.1 单方柱三维数值绕流特性数值模拟及验证 |
| 6.2 张力腿平台三维数值模型的建立 |
| 6.3 张力腿平台绕流特性 |
| 6.3.1 升阻力系数及斯特哈尔数 |
| 6.3.2 尾涡的形成及发展 |
| 6.3.3 压力系数分布特点 |
| 6.3.4 流场旋度特点 |
| 6.3.5 流场涡量等值面特征 |
| 6.4 张力腿平台三维涡激特性研究 |
| 6.4.1 流向及横向涡激运动特性 |
| 6.4.2 横向受力与涡激运动的分析 |
| 6.4.3 张力腿平台表面压力系数分布研究 |
| 6.4.4 张力腿平台涡量等值面特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 平台运动影响下张力腿涡激振动研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于非线性动力学方法的张力腿涡激振动研究 |
| 7.2.1 张力腿振动方程 |
| 7.2.2 振动方程的求解 |
| 7.2.3 张力腿特征参数与固有频率 |
| 7.2.4 海流产生的原因及分类 |
| 7.2.5 均匀流下张力腿的涡激振动特性研究 |
| 7.2.6 阶梯流下张力腿的涡激振动特性研究 |
| 7.2.7 波流联合作用下张力腿的涡激振动特性研究 |
| 7.2.8 拖曳力系数和升力系数对张力腿涡激振动幅值的影响分析 |
| 7.3 基于切片法的张力腿涡激振动研究 |
| 7.3.1 切片模型相关参数及计算流程 |
| 7.3.2 定常张力下的涡激振动 |
| 7.3.3 平台运动影响下张力腿涡激振动特性研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 主要研究内容与结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 进一步研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 致谢 |
（2）海上风力机模型试验平台与技术研究及实践（论文提纲范文）
| 2 模型试验技术研究 |
| 2.1 相似准则 |
| 2.2 缩尺比选择技术 |
| 2.3 模型叶片处理技术 |
| 2.4 锚链系统处理技术 |
| 2.5 环境条件模拟技术 |
| 2.5.1 造风技术 |
| 2.5.2 造流技术 |
| 2.5.3 造波技术 |
| 2.5.4 试验工况选择技术 |
| 3 模型制作 |
| 3.1 叶片 |
| 3.2 机舱 |
| 3.3 塔筒 |
| 4 模型试验平台建设 |
| 4.1 造风系统 |
| 4.2 造流系统 |
| 4.3 造波系统 |
| 4.4 海洋工程深水试验池试验研究 |
| 5 结论 |
（3）动力定位能力分析方法与控制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 动力定位系统简介 |
| 1.2.1 动力定位系统的组成 |
| 1.2.2 动力定位系统的功能 |
| 1.2.3 动力定位系统的分级 |
| 1.3 国内外动力定位系统的研究概况 |
| 1.3.1 动力定位能力分析 |
| 1.3.2 动力定位时域模拟 |
| 1.3.3 二阶低频波浪力 |
| 1.3.4 控制系统 |
| 1.3.5 推力分配控制 |
| 1.4 本文研究工作概述 |
| 1.4.1 研究思路和研究内容 |
| 1.4.2 本论文各章内容简介 |
| 1.4.3 本论文的创新性 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 动力定位系统理论基础概述 |
| 2.1 海洋结构物的运动模型 |
| 2.1.1 坐标系和符号定义 |
| 2.1.2 三自由度运动学方程 |
| 2.1.3 三自由度动力学方程 |
| 2.2 海洋结构物的外作用力 |
| 2.2.1 流体静回复力 |
| 2.2.2 流体辐射力 |
| 2.2.3 流载荷 |
| 2.2.4 风载荷 |
| 2.2.5 波浪载荷 |
| 2.2.6 系泊、立管作用力和其他外力 |
| 2.2.7 推力系统作用力 |
| 2.3 控制方法 |
| 2.3.1 三自由度PID控制方法 |
| 2.3.2 状态观测器 |
| 2.3.3 推力分配方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 静态动力定位能力分析 |
| 3.1 静态动力定位能力分析方法 |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 动力定位能力分析流程 |
| 3.1.3 环境力的估算 |
| 3.1.4 静态推力分配模型 |
| 3.1.5 某工作船的动力定位能力分析 |
| 3.1.6 推力器失效模式下的动力定位能力分析 |
| 3.2 二分法搜索最大环境力 |
| 3.2.1 概述 |
| 3.2.2 二分法搜索环境力方法 |
| 3.2.3 二分法进行动力定位能力分析算例 |
| 3.3 动力定位能力综合判断指标 |
| 3.3.1 整体平均动力定位能力 |
| 3.3.2 定位能力的稳定性 |
| 3.3.3 定位能力综合判断指标 |
| 3.3.4 基于综合判断指标的定位能力比较算例 |
| 3.4 推力敏感性分析 |
| 3.4.1 概述 |
| 3.4.2 推力敏感性分析方法 |
| 3.4.3 某工作船的推力敏感性分析 |
| 3.5 推力器配置的局部优化方法 |
| 3.5.1 概述 |
| 3.5.2 局部优化方法 |
| 3.5.3 某工作船的推力器配置局部优化算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 动力定位时域模拟及模型试验验证 |
| 4.1 时域运动模型 |
| 4.1.1 波频运动模型 |
| 4.1.2 低频运动模型 |
| 4.1.3 动力定位系统的运动时域模型 |
| 4.2 动力定位时域模拟 |
| 4.2.1 基于Simulink组件的时域模拟程序 |
| 4.2.2 时域模拟程序的人机交互功能 |
| 4.2.3 时域模拟程序的运行实例 |
| 4.3 时域模拟的模型试验验证 |
| 4.3.1 模型试验概览 |
| 4.3.2 模型试验结果 |
| 4.3.3 时域模拟与模型试验结果对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 动态动力定位能力分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动力定位动态能力分析方法 |
| 5.2.1 动态动力定位能力分析概念 |
| 5.2.2 静态与动态动力定位能力分析的区别 |
| 5.2.3 二分法和增益库法的应用 |
| 5.3 动态动力定位能力的计算实例 |
| 5.3.1 算例概览 |
| 5.3.2 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 动力定位的推力系统研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 动力定位系统中的常用推力器 |
| 6.2.1 常用推力器 |
| 6.2.2 推力器的水动力特性 |
| 6.2.3 螺旋桨的工作方式 |
| 6.3 推力分配策略 |
| 6.3.1 推力分配策略的研究现状 |
| 6.3.2 基于二次规划方法进行推力分配求解 |
| 6.4 避免推力器奇异配置的简单方法 |
| 6.4.1 推力器奇异配置 |
| 6.4.2 Johansen等的方法的计算效率 |
| 6.4.3 使用推力方向的方差避免奇异配置 |
| 6.4.4 简单方法时域模拟算例 |
| 6.4.5 本节小结 |
| 6.5 跨越动态禁止角的推力分配策略 |
| 6.5.1 绪言 |
| 6.5.2 动态禁止角 |
| 6.5.3 跨越禁止区间的策略 |
| 6.5.4 跨越禁止角策略的时域模拟算例 |
| 6.5.5 本节小结 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 动力定位的五自由度控制方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 五自由度控制方法 |
| 7.2.1 角速度反馈控制器 |
| 7.2.2 角加速度反馈控制器 |
| 7.2.3 角度反馈控制器 |
| 7.2.4 横摇纵摇控制器 |
| 7.2.5 五自由度控制器 |
| 7.3 基于五自由度控制方法的时域模拟 |
| 7.3.1 时域模拟概览 |
| 7.3.2 三自由度运动控制的结果 |
| 7.3.3 五自由度运动控制的结果 |
| 7.3.4 五自由度运动控制对动力定位系统的影响 |
| 7.3.5 主要控制参数敏感性分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 主要研究内容及结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间申请的专利 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（4）LNG船事故状态结构综合安全评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景、意义和目标 |
| 1.1.2 目标船选择 |
| 1.2 船舶综合安全评估(FSA)应用与研究现状 |
| 1.2.1 FSA方法体系的应用现状 |
| 1.2.2 FSA方法体系的研究进展 |
| 1.3 船体结构事故状态安全评估研究现状 |
| 1.3.1 概况 |
| 1.3.2 船体结构事故损伤模拟的研究现状 |
| 1.3.3 船体结构剩余强度计算研究现状 |
| 1.3.4 船体剩余安全能力评价研究现状 |
| 1.4 船舶结构风险设计研究的必要性 |
| 1.5 本文的主要研究内容和各章关系 |
| 第二章 船舶结构风险评估理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SLA法船舶结构安全评估的系统要求 |
| 2.2.1 GBS评审的背景 |
| 2.2.2 船舶结构安全要素的递阶结构模型 |
| 2.2.3 LNG船基于SLA法结构安全评估任务结构 |
| 2.3 海洋工程结构事故状态安全评估经验分析 |
| 2.3.1 针对事故荷载的结构设计方法 |
| 2.3.2 基于风险的设计决策体系 |
| 2.3.3 基于风险的安全标准体系 |
| 2.4 船舶结构事故状态安全评估的任务分析 |
| 2.4.1 事故状态结构安全评估的主要目标 |
| 2.4.2 基于SLA法的事故状态结构安全评估 |
| 2.5 基于风险的船舶结构设计框架研究 |
| 2.5.1 FSA方法体系 |
| 2.5.2 船舶结构风险设计对FSA的要求 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 考虑低温影响的LNG船剩余极限强度计算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 目标船型简介 |
| 3.2.1 No.96薄膜型LNG船 |
| 3.2.2 独立液舱B型(SPB型)LNG船 |
| 3.3 船体结构温度场分析 |
| 3.3.1 热对流理论 |
| 3.3.2 稳态温度场计算 |
| 3.3.3 LNG船事故状态下温度场分布 |
| 3.4 受损船体的剩余极限强度计算 |
| 3.4.1 有限元模型与算法 |
| 3.4.2 LNG泄漏对结构强度的影响 |
| 3.4.3 事故工况下船体剩余极限强度算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 船舶结构事故后风险分析模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 事故后果模拟模型 |
| 4.2.1 故障树模型(FTA) |
| 4.2.2 事件树模型(ETA) |
| 4.2.3 贝叶斯网络模型(BBN) |
| 4.3 LNG船搁浅事故后风险分析的BBN-SRA模型 |
| 4.3.1 LNG船搁浅后果分析 |
| 4.3.2 LNG船搁浅后果模拟的BBN-SRA模型 |
| 4.3.3 BBN分析功能 |
| 4.4 SRA模块的分析机理 |
| 4.4.1 船体梁剩余总纵强度计算及RIF分析 |
| 4.4.2 环境荷载效应计算 |
| 4.4.3 损伤船体梁剩余可靠度分析及及Pf计算 |
| 4.5 案例分析:LNG船搁浅后船体梁失效风险分析 |
| 4.5.1 NO.96 薄膜型LNG船 |
| 4.5.2 SPB型 LNG船 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 船体结构事故后风险评估衡准研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 事故后船体结构失效风险的指标研究 |
| 5.2.1 个人风险指标 |
| 5.2.2 社会风险指标 |
| 5.2.3 提出PSF值和F-S曲线 |
| 5.3 事故后船体结构失效风险的评价标准研究 |
| 5.3.1 确定风险衡准的原则 |
| 5.3.2 面向整船总风险评价的标准 |
| 5.3.3 确定PSF标准的方法研究 |
| 5.3.4 确定F-S曲线标准的方法研究 |
| 5.3.5 船舶全生命周期风险评价衡准的动态校订 |
| 5.4 SPB型 LNG船事故后结构失效风险评价案例研究 |
| 5.4.1 船舶结构事故后风险评价过程 |
| 5.4.2 风险计算结果 |
| 5.4.3 制定风险评价衡准 |
| 5.4.4 风险评价结果 |
| 5.4.5 风险控制建议 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 考虑风险厌恶效应的成本-效益分析模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 成本-效益分析(Cost Effectiveness Analysis,CEA) |
| 6.2.1 CBA与 CEA |
| 6.2.2 成本和效益的估算 |
| 6.2.3 CEA的安全风险衡准 |
| 6.2.4 CEA的其它形式 |
| 6.3 效用理论在FSA中的使用 |
| 6.3.1 效用理论 |
| 6.3.2 效用函数在风险评价中的使用 |
| 6.4 考虑损失效用影响的CEA分析模型 |
| 6.4.1 CEA的边际成本分析 |
| 6.4.2 风险指标效用化 |
| 6.4.3 反效用化——计算与期望风险等效的损失 |
| 6.4.4 基于损失效用函数的边际成本分析 |
| 6.4.5 基于CEA标准的判断 |
| 6.5 考虑损失效用影响的CEA模型案例分析 |
| 6.5.1 RCO3.a的边际成本分析 |
| 6.5.2 效用函数拟合 |
| 6.5.3 关于RCO3.a期望风险的效用化与反效用化 |
| 6.5.4 考虑损失效用的边际成本计算 |
| 6.5.5 结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 基于多指标综合决策的船舶风险控制方案优化研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 多指标综合评价理论 |
| 7.2.1 综合评价的分类 |
| 7.2.2 综合评价的主要内容 |
| 7.3 RCO优化决策的动态多指标体系 |
| 7.3.1 成本-效益(边际成本)指标 |
| 7.3.2 效果和成本指标 |
| 7.3.3 基于ALARP评价的动态指标体系 |
| 7.4 综合分析模型 |
| 7.4.1 效用函数综合评价法 |
| 7.4.2 模糊综合评价法 |
| 7.4.3 方法比较与选择 |
| 7.5 灰色关联综合评价模型建立 |
| 7.5.1 灰色关联基本原理 |
| 7.5.2 综合评价的背景条件设定 |
| 7.5.3 指标的同度量化 |
| 7.5.4 指标的二次转化(指标的关联系数计算) |
| 7.5.5 综合评价指数合成计算 |
| 7.6 指标权重确定 |
| 7.6.1 基于AHP法的主观权重确定 |
| 7.6.2 基于灰色关联分析的客观权重确定 |
| 7.6.3 基于博弈理论确定综合权重 |
| 7.7 案例计算 |
| 7.7.1 LNG船 RCO方案优化排序 |
| 7.7.2 原油油轮RCO方案优化排序 |
| 7.8 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 论文主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（5）综合型基础研究基地管理体制与运行机制构建 ——美、德、日案例研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 论文结构与研究方法 |
| 1.3 本文的主要创新 |
| 第2章 综合型基础研究基地概述 |
| 2.1 综合型基础研究基地的概念界定 |
| 2.2 在国家科技战略中的定位和作用 |
| 第3章 综合型基础研究基地管理体制与运行机制案例研究 |
| 3.1 综合型基础研究基地的选择 |
| 3.2 美国布鲁克海文国家实验室 |
| 3.3 德国亥姆霍兹国家研究中心 |
| 3.4 日本理化研究所 |
| 3.5 典型案例比较研究 |
| 第4章 我国国家实验室管理体制与运行机制的构建 |
| 4.1 管理体制与运行机制的构建原则 |
| 4.2 外部管理体制 |
| 4.3 内部管理体制 |
| 4.4 运行机制 |
| 第5章 应用研究——上海交通大学船舶与海洋工程国家实验室建设 |
| 5.1 船舶与海洋工程国家实验室建设简况 |
| 5.2 船舶与海洋工程国家实验室管理体制和运行机制 |
| 5.3 对上海交通大学推进船舶与海洋工程国家实验室的若干建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（6）畸形波作用下柱状结构物的波浪载荷及爬升问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 畸形波研究文献综述 |
| 1.2.1 畸形波定义 |
| 1.2.2 畸形波的实测资料 |
| 1.2.3 生成机理假设 |
| 1.2.4 畸形波的发生概率 |
| 1.2.5 畸形波对结构物作用 |
| 1.3 本论文研究工作概述 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 本论文各章节主要内容 |
| 1.3.3 本论文创新性 |
| 第二章 基础理论概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 流体力学基础 |
| 2.2.1 流体的粘性 |
| 2.2.2 主要无因次参数 |
| 2.3 计算流体动力学的求解过程 |
| 2.3.1 引言 |
| 2.3.2 控制方程 |
| 2.3.3 自由面的捕捉 |
| 2.3.4 建立离散方程 |
| 2.4 数值波浪水池 |
| 2.4.1 数值波浪水池综述 |
| 2.4.2 仿物理造波原理 |
| 2.4.3 速度入口造波原理 |
| 2.4.4 消波理论 |
| 2.4.5 网格尺度敏感性分析方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 畸形波数学理论模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 随机海浪环境 |
| 3.3 线性聚焦波理论模型 |
| 3.4 非线性波浪理论模型 |
| 3.4.1 引言 |
| 3.4.2 三阶薛定谔方程及其呼吸子解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 聚焦波与水平圆柱相互作用问题 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二维数值波浪水池 |
| 4.3 水平圆柱在规则波下的受力问题 |
| 4.4 水平圆柱在聚焦波下的受力问题 |
| 4.4.1 聚焦波的模拟 |
| 4.4.2 聚焦波的水动力特征 |
| 4.4.3 水平圆柱波浪力 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 畸形波数值模拟及其与水平圆柱的相互作用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维数值波浪水池 |
| 5.3 实测畸形波的数值复演 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 网格和时间步长收敛性分析 |
| 5.3.3 相位优化方法 |
| 5.3.4 新年波的数值复演 |
| 5.4 定义畸形波序列的模拟 |
| 5.5 固定水平圆柱受力问题研究 |
| 5.5.1 引言 |
| 5.5.2 规则波作用下水平圆柱受力问题 |
| 5.5.3 新年波作用下不同浸没深度水平圆柱受力问题 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 畸形波与垂直圆柱相互作用问题 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维数值波浪水池模型 |
| 6.2.1 网格和时间步长选取 |
| 6.2.2 三维和二维畸形波对比 |
| 6.3 畸形波作用下圆柱结构物的波浪载荷 |
| 6.3.1 三维计算模型 |
| 6.3.2 垂直圆柱受力分析 |
| 6.3.3 不同方向处的波浪爬升 |
| 6.3.4 近自由面附近的砰击压力分布特征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 畸形波的波浪水槽实验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 物理波浪水槽及流场测量技术 |
| 7.3 规则波的水槽实验 |
| 7.4 畸形波的水槽实验 |
| 7.5 畸形波流场测量实验 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 主要研究内容及总结 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（8）海洋深水池波浪模拟性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 海洋深水池主要试验设施 |
| 1.3 国外海洋深水池发展及现状 |
| 1.4 上海交通大学海洋工程水池 |
| 1.5 海洋深水池波浪模拟性能 |
| 1.6 论文研究内容 |
| 1.6.1 论文研究意义 |
| 1.6.2 论文研究内容及目标 |
| 1.6.3 论文创新点 |
| 第二章 双边多单元造波机波浪模拟性能分析 |
| 2.1 海洋深水池及双边多单元造波机简介 |
| 2.2 双边多单元造波机最大造波能力 |
| 2.2.1 规则波最大造波能力 |
| 2.2.2 不规则波最大造波能力 |
| 2.3 双边多单元造波机波浪模拟方法 |
| 2.3.1 摇板式造波机理论 |
| 2.3.2 摇板驱动时历信号的生成 |
| 2.4 双边多单元造波机的误差源 |
| 2.5 模拟方法对多单元造波机模拟性能的影响 |
| 2.5.1 波向角与规则波浪周期的关系 |
| 2.5.2 杂波的产生与波向角、波浪频率的关系 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 海洋深水池长峰波浪模拟性能试验研究 |
| 3.1 波浪模拟性能试验范围的确定 |
| 3.2 规则波传播方向精度测试 |
| 3.3 长峰波浪波场空间分布均匀性试验研究 |
| 3.3.1 规则波波场分布均匀性试验结果 |
| 3.3.2 不规则波波场分布均匀性试验结果 |
| 3.4 波浪重复性试验研究 |
| 3.4.1 规则波波高与周期重复性试验结果 |
| 3.4.2 不规则波波高与周期重复性试验结果 |
| 3.5 不规则波浪平稳性试验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 海洋深水池短峰波浪模拟性能分析 |
| 4.1 三维短峰波分析方法 |
| 4.2 三维短峰波有效试验区范围 |
| 4.3 三维短峰波模拟性能试验研究 |
| 4.4 试验结果分析 |
| 4.4.1 三维短峰波浪模拟结果 |
| 4.4.2 三维短峰波浪空间分布试验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 组合式弧形消波滩消波性能分析 |
| 5.1 海洋深水池消波设施概述 |
| 5.2 入、反射波时域分离的两点法 |
| 5.2.1 两点法 |
| 5.2.2 方法的误差源和限制性条件 |
| 5.3 二维数值波浪水池的建立 |
| 5.4 二维数值波浪水池几何模型 |
| 5.5 规则波模拟 |
| 5.6 规则波模拟结果 |
| 5.7 组合式弧形消波滩消波性能分析 |
| 5.7.1 入、反射波时域分离结果 |
| 5.7.2 反射系数计算结果 |
| 5.7.3 消波滩消波性能分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 攻读博士学位期间参与的部分科研项目 |
| 致谢 |
（9）海上无人装备关键技术与智能演进展望（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 海上无人装备发展现状 |
| 1.1 USV |
| 1.2 UUV |
| 2 海上无人装备关键技术 |
| 2.1 设备高可靠性技术 |
| 2.2 装备模块化技术 |
| 2.3 海上通信技术 |
| 2.4 长期续航技术 |
| 2.5 人工智能技术 |
| 3 智能演进等级 |
| 3.1 远程测控级 |
| 3.2 单机自主级 |
| 3.3 合作交互级 |
| 3.4 自主学习级 |
| 3.5 智能对抗级 |
| 4 结语 |
（10）新型多立柱张力腿型浮式风力机概念设计与耦合动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语中英文对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 浮式风力机发展现状及趋势 |
| 1.2.1 浮式风力机概念的提出与发展 |
| 1.2.2 浮式风力机分类及特点 |
| 1.3 张力腿型浮式风力机研究进展 |
| 1.3.1 新型浮式平台概念设计研究 |
| 1.3.2 非线性波浪载荷与耦合动力响应研究 |
| 1.3.3 水池模型试验研究 |
| 1.3.4 极限载荷与疲劳载荷计算研究 |
| 1.3.5 研究趋势 |
| 1.4 本论文的研究内容和创新点 |
| 1.4.1 本文的研究背景和意义 |
| 1.4.2 研究目标和拟解决的关键性问题 |
| 1.4.3 主要研究内容及方法 |
| 1.4.4 论文的创新性 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 浮式风力机耦合动力分析理论基础 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 水平轴风力机空气动力学 |
| 2.2.1 风力机翼型 |
| 2.2.2 雷诺数对翼型空气动力特性的影响 |
| 2.2.3 动量—叶素理论 |
| 2.2.4 叶片的三维旋转效应 |
| 2.2.5 叶片动态失速 |
| 2.2.6 叶片动态入流 |
| 2.2.7 塔影效应 |
| 2.2.8 塔筒空气动力载荷 |
| 2.3 三维无航速频域势流理论 |
| 2.3.1 坐标系定义 |
| 2.3.2 速度势 |
| 2.3.3 流体辐射力和绕射力 |
| 2.3.4 二阶波浪载荷 |
| 2.4 时域水动力载荷 |
| 2.4.1 时域一阶波浪载荷 |
| 2.4.2 时域二阶波浪载荷 |
| 2.4.3 辐射载荷 |
| 2.4.4 静水载荷 |
| 2.4.5 粘性拖曳阻尼力 |
| 2.4.6 流载荷 |
| 2.5 浮式风力机时域耦合运动方程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多立柱张力腿型浮式风力机概念设计研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 概念设计方法及流程 |
| 3.3 设计基本依据 |
| 3.3.1 设计要求 |
| 3.3.2 设计规范和标准 |
| 3.3.3 风力机参数 |
| 3.3.4 塔筒参数 |
| 3.3.5 设计环境条件 |
| 3.4 总体方案构思及主尺度选取 |
| 3.4.1 总体方案 |
| 3.4.2 主尺度确定 |
| 3.4.3 平台重量控制 |
| 3.4.4 张力腿式系泊系统设计 |
| 3.4.5 SAFOWind拟静力性能分析 |
| 3.4.6 固有频率选择 |
| 3.4.7 总体设计方案优化研究 |
| 3.5 设计汇总 |
| 3.5.1 主要设计参数汇总 |
| 3.5.2 总布置图 |
| 3.5.3 基本结构图 |
| 3.6 造价分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 多立柱张力腿型浮式风力机水池模型试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 相似准则与尺度效应 |
| 4.2.1 相似准则选取 |
| 4.2.2 尺度效应分析 |
| 4.2.3 尺度效应修正与叶片优化设计 |
| 4.3 坐标系定义 |
| 4.4 试验模型设计及制作 |
| 4.4.1 风力机模型 |
| 4.4.2 机舱和桨毂模型 |
| 4.4.3 叶片模型 |
| 4.4.4 机舱传感器布置 |
| 4.4.5 塔筒模型 |
| 4.4.6 SAFOWind支撑平台模型 |
| 4.4.7 张力腿模型 |
| 4.4.8 传感器选型与布置 |
| 4.4.9 模型精度与试验最终参数汇总 |
| 4.5 海洋环境条件模拟 |
| 4.5.1 水深模拟 |
| 4.5.2 风的模拟 |
| 4.5.3 波浪模拟 |
| 4.5.4 流模拟 |
| 4.6 模型试验工况 |
| 4.6.1 风力机气动试验工况 |
| 4.6.2 静水试验工况 |
| 4.6.3 风载荷单独作用工况 |
| 4.6.4 流载荷单独作用工况 |
| 4.6.5 白噪声波浪作用工况 |
| 4.6.6 不规则波浪单独作用工况 |
| 4.6.7 风浪流联合作用工况 |
| 4.7 试验结果与分析 |
| 4.7.1 模型风力机气动试验结果分析 |
| 4.7.2 静水试验结果分析 |
| 4.7.3 风载荷单独作用试验结果分析 |
| 4.7.4 流载荷单独作用试验结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 多立柱张力腿型浮式风力机耦合动力响应研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 耦合动力性能计算与试验结果对比分析 |
| 5.2.1 频域水动力系数 |
| 5.2.2 运动RAO |
| 5.2.3 不规则波浪单独作用动力响应 |
| 5.2.4 风浪流联合作用动力响应 |
| 5.3 耦合动力响应的参数影响分析 |
| 5.3.1 浪向角度影响分析 |
| 5.3.2 风浪载荷影响分析 |
| 5.4 张力腿型浮式平台运动对风力机性能影响分析 |
| 5.4.1 风力机发电性能 |
| 5.4.2 叶片位移及载荷 |
| 5.4.3 机舱加速度 |
| 5.4.4 塔筒载荷 |
| 5.5 本章小节 |
| 第6章 多立柱张力腿型浮式风力机载荷计算分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 浮式风力机设计载荷 |
| 6.2.1 风力机的等级标准 |
| 6.2.2 极限载荷 |
| 6.2.3 疲劳载荷 |
| 6.3 浮式风力机设计工况 |
| 6.3.1 正常运行(发电)工况 |
| 6.3.2 运行时机组故障工况 |
| 6.3.3 极限环境条件下停机工况 |
| 6.3.4 极限环境条件下机组故障工况 |
| 6.4 极限载荷统计外推方法研究 |
| 6.4.1 局部最大载荷提取 |
| 6.4.2 极限载荷短期分布 |
| 6.4.3 收敛标准 |
| 6.4.4 极限载荷统计外推结果 |
| 6.5 极限载荷计算结果 |
| 6.5.1 极限载荷结果汇总 |
| 6.5.2 与固定式风力机极限载荷比较分析 |
| 6.6 疲劳载荷计算方法研究 |
| 6.6.1 概述 |
| 6.6.2 材料的疲劳强度(S-N曲线) |
| 6.6.3 随机疲劳载荷计数 |
| 6.6.4 应力集中系数 |
| 6.6.5 疲劳累积损伤准则 |
| 6.6.6 短期与长期疲劳载荷谱 |
| 6.7 疲劳载荷参数影响分析 |
| 6.7.1 仿真时间长度影响分析 |
| 6.7.2 风湍流强度影响分析 |
| 6.7.3 二阶波浪载荷影响分析 |
| 6.7.4 风浪载荷影响分析 |
| 6.7.5 与固定式风力机疲劳载荷比较分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究工作总结及结论 |
| 7.2 进一步研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A:SAFOWind拖航作业布置图 |
| 附录B:模型风轮空气动力特性曲线 |
| 攻读博士学位期间已发表和录用的论文 |
| 攻读博士学位期间申请的发明专利 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
四、上海交通大学海洋工程国家重点实验室（论文参考文献）
- [1]张力腿平台复杂动力响应及涡激特性研究[D]. 谷家扬. 上海交通大学, 2013(04)
- [2]海上风力机模型试验平台与技术研究及实践[J]. 孟龙,何炎平,赵永生,彭涛,寇雨丰. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2017(10)
- [3]动力定位能力分析方法与控制算法研究[D]. 徐胜文. 上海交通大学, 2016
- [4]LNG船事故状态结构综合安全评估方法研究[D]. 李晓冬. 上海交通大学, 2019(06)
- [5]综合型基础研究基地管理体制与运行机制构建 ——美、德、日案例研究与应用[D]. 叶彩凤. 上海交通大学, 2007(01)
- [6]畸形波作用下柱状结构物的波浪载荷及爬升问题研究[D]. 高宁波. 上海交通大学, 2016(03)
- [7]海上浮式风机气动力-水动力耦合分析研究进展[J]. 万德成,程萍,黄扬,艾勇. 力学季刊, 2017(03)
- [8]海洋深水池波浪模拟性能研究[D]. 李俊. 上海交通大学, 2016(10)
- [9]海上无人装备关键技术与智能演进展望[J]. 金克帆,王鸿东,易宏,刘旌扬,王健. 中国舰船研究, 2018(06)
- [10]新型多立柱张力腿型浮式风力机概念设计与耦合动力特性研究[D]. 赵永生. 上海交通大学, 2018(01)